CN108369317B - 具有光学截断边缘的导光装置及其对应的生产方法 - Google Patents
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Abstract
一种导光装置，包含：一导光元件(13)，具有多个面，所述多个面包含两平行面(26)，所述两平行面(26)用于通过内反射导引光线；一透明光学元件(19)，具有一界面表面用于附接到所述导光元件的一耦合表面(14)，所述透明光学元件(19)被配置以使在所述透明光学元件内传播的光线穿过所述界面表面及所述耦合表面(14)以在所述导光元件(13)中传播；一不透明涂层(15)，涂布在所述导光元件(13)的一个或多个面的至少一部分上，所述不透明涂层(15)定义一边缘(17)邻接于或重叠于所述导光元件(13)的所述耦合表面(14)；及一定量的透明粘合剂，配置在所述耦合表面及所述界面表面之间，以形成一光学透射界面，所述粘合剂的一溢出区域31延伸到所述边缘(17)并与所述边缘(17)重叠。
Description
技术领域及背景技术
本发明关于多种导光装置，特别是关于一种具有良好定义的光学截断边缘的导光装置及其对应的制造方法。
当制造光学装置时，通常希望提供一种具有复合形式的导光装置，其形成有不同的区域具有与选定的非直线方向成角度的多个表面。与本发明有关的这样的装置的示例包含但不限于，导光元件具有耦合输入配置结构以及多个导光元件之间的过渡区域具有不同的横向尺寸及/或不同方向。
图1A及图1B示出装置的两个示例，所述装置包含一导光元件以及分别对应于PCT专利申请公开第WO 2015/162611号中的图3及图7示出的耦合输入棱镜。参照这些附图中的原始附图标记，这些装置中的每一个具有一导光元件20，所述导光元件20具有第一及第二平行面26以及一耦合棱镜44、54用于附接到导光元件20，以便提供适当的成角度输入表面，使得可以将光导引到靠近棱镜的表面46、58的法线，然后以所需的角度进入光导，以在表面26通过内反射在光导内传递光。
发明内容
本发明为一种导光装置及其对应的生产方法。
根据本发明的实施例的教示，提供了一种装置，包含：(a)一导光元件，具有多个面，所述多个面包含一第一平行面及一第二平行面，所述导光元件被配置用于在所述第一及第二平行面处通过内反射导引光线，所述多个面中的一个面提供一耦合表面；(b)一透明光学元件，具有一界面表面用于附接到所述耦合表面，所述透明光学元件被配置以使在所述透明光学元件内传播的光线穿过所述界面表面及所述耦合表面以在所述导光元件中传播；(c)一不透明涂层，涂布在所述导光元件的所述多个面中的至少一个面的至少一部分上，所述涂层定义一边缘邻接于或重叠于所述导光元件的所述耦合表面；及(d)一定量的透明粘合剂，配置在所述耦合表面及所述界面表面之间，以形成一光学透射界面，所述粘合剂延伸到所述边缘并与所述边缘重叠。
根据本发明实施例的另一个特征，所述耦合表面设置在所述第一平行面及第二平行面中的一个面上。
根据本发明实施例的另一个特征，所述涂层在所述耦合表面及所述界面表面之间延伸。
根据本发明实施例的另一个特征，所述耦合表面相对于所述第一及第二平行面倾斜。
根据本发明实施例的另一个特征，所述耦合表面与所述第一平行面在一底面边缘相接，并且其中所述边缘不与所述底面边缘重叠。
根据本发明实施例的另一个特征，所述粘合剂填充在一凹部，所述凹部形成在所述底面边缘与所述界面表面之间。
根据本发明实施例的另一个特征，所述耦合表面相对于所述第一及第二平行面斜向地倾斜。
根据本发明实施例的另一个特征，所述耦合表面垂直于所述第一及第二平行面。
根据本发明实施例的另一个特征，所述界面表面大于所述耦合表面。
根据本发明实施例的另一个特征，所述涂层是一金属涂层。
根据本发明实施例的另一个特征，所述涂层是一介电质涂层。
根据本发明实施例的另一个特征，所述透明光学元件是一耦合棱镜，所述耦合棱镜被配置以提供一输入表面，所述输入表面定向的用于将光线输入到所述导光元件中。
根据本发明实施例的另一个特征，所述边缘定义一光学截断边缘用于使通过所述透明光学元件的光线进入到所述导光元件。
根据本发明的实施例的教示，提供了一种装置，包含：(a)一导光元件，具有多个面，所述多个面包含一第一平行面及一第二平行面，所述导光元件被配置用于在所述第一及第二平行面处通过内反射导引光线，所述多个面中的一个面提供一耦合表面；(b)一耦合棱镜，具有一界面表面用于附接到所述耦合表面，以及具有一输入表面用于将光线输入到所述导光元件中；以及(c)一不透明涂层，涂布在所述导光元件的所述耦合表面并在所述导光元件与所述耦合棱镜之间延伸，所述涂层定义一光学截断边缘用于使通过所述耦合棱镜的光线进入到所述导光元件。
根据本发明实施例的另一个特征，所述耦合棱镜附接到所述导光元件的所述耦合表面且没有使用粘合剂。
根据本发明的实施例的教示，提供了一种装置，包含：(a)一导光元件，具有多个面，所述多个面包含一第一平行面及一第二平行面，所述导光元件被配置用于在所述第一及第二平行面处通过内反射导引光线，所述多个面中的一个面提供一耦合表面；(b)一耦合棱镜，具有一界面表面用于附接到所述耦合表面，以及具有一输入表面用于将光输入到所述导光元件中；以及(c)一定量的透明粘合剂，配置在所述耦合表面与所述界面表面之间，以形成一光学透射界面，所述定量的粘合剂的一部分形成一具角度的凹部的一局部填充，所述具角度的凹部位在所述导光元件及所述耦合棱镜之间；其中一空气间隙在所述局部填充下方沿着所述导光元件的所述多个面中的一个延伸，所述空气间隙终止于所述粘合剂内的一边缘处，以便定义一光学截断边缘邻接于所述导光元件的所述耦合表面。
根据本发明的实施例的教示，提供了一种用于制造一光学组件的方法，包含：(a)提供一导光元件，所述导光元件具有多个面，所述多个面包含一第一平行面及一第二平行面，所述导光元件被配置用于在所述第一及第二平行面处通过内反射导引光线；(b)涂布一涂层到所述导光元件的所述多个面中的至少一个面的至少一部分；(c)沿着与所述涂层相交的一平面研磨所述导光元件，以便同时形成所述导光元件的一耦合表面及所述涂层的一边缘；以及(d)将一透明光学元件的一界面表面结合到所述耦合表面，所述透明光学元件被配置成使得在所述透明光学元件内传播的光线穿过所述界面表面及所述耦合表面以在所述导光元件内传播；其中所述结合的步骤是通过将一定量的透明粘合剂涂布在所述耦合表面与所述界面表面之间来执行，所述定量的粘合剂被涂布使得当所述耦合表面及所述界面表面被压在一起时，一多余量的所述透明粘合剂重叠于所述涂层的所述边缘。
根据本发明实施例的另一个特征，所述涂层是一不透明涂层，使得所述边缘定义一光学截断边缘。
根据本发明实施例的另一个特征，更提供一步骤：选择性地去除所述涂层，以留下一截断边缘，所述截断边缘是通过在所述透明粘合剂内形成的一空气间隙的一边缘所定义形成的。
附图说明
这里仅通过举例的方式参照附图描述本发明，其中：
图1A及图1B如上描述分别对应于PCT专利申请公开第WO 2015/162611号的图3及图7，示出了可有利地应用于本发明的导光装置；
图1C示出根据本发明的一个方面的导光装置的示意等角视图，其中本发明的内文也可以有利地应用；
图2A、图2B及图2C示出两个透明光学元件的接合区域的示意放大截面局部视图，根据本发明一个实施例分别示出接合部没有粘合剂、有粘合剂以及一保护层通过粘合剂覆盖，每个视图示出针对每种情况的各种光线路径；
图3A至图3C示出根据本发明的实施例在制造导光装置期间一系列阶段的示意性等角视图，分别示出光导元件在涂覆涂层之后，在研磨耦合表面之后，以及在耦合输入棱镜结合之后；
图3D示出一光导元件的示意等角视图，根据本发明的某些实施例的替代生产顺序涂覆涂层与预成形边缘之后；
图4A及图4B示出本发明的另一个实施例在制造工艺中各个阶段的示意侧视图，分别示出光导元件在涂覆涂层之后以及在耦合输入棱镜结合之后；
图4C是类似于图4B的视图，示出了由图4A及图4B的制造工艺生产的装置的整体光学效应；
图5A至图5C示出在图4C的装置的变型实施方案的生产工艺中的阶段的示意侧视图；
图6A至图6C示出根据本发明的另一个实施例的导光装置生产的各个阶段的示意等角视图，分别示出光导元件在涂覆涂层之后，在研磨耦合表面之后，以及在耦合输入棱镜结合之后；
图6D是类似于图6C的视图，示出由图6A至图6C的制造工艺生产的装置的整体光学效应；
图7A是类似于图2C的视图，示出本发明的另一个变型实施方式，根据所述变型实施方式涂层被去除以留下空气间隙；
图7B是类似于图6D的视图，示出根据图7A的使用空气间隙装置的实施方式；
图8A示出图1C及图3C的装置的另一变型实施方式的导光装置的等角视图，其为根据本发明的一个实施例教示的构造及操作；
图8B示出通过图8A的装置邻接于导光元件的基部的示意水准横截面视图，示出沿着导光元件的输入图像孔径的传播；以及
图9是根据本发明的一个方面教示的实施方式示出由两个导光元件的叠加而成的导光装置的示意端视图。
具体实施方式
本发明是一种导光装置及其相对应的生产方法。
参照附图及所附描述，可以更好地理解根据本发明的导光装置的原理及操作。
通过说明的方式，本发明关于两种透明元件被接合的一系列情况，并且特别地(但不特定地)，两个元件的外表面以一个角度或一个断差相接。一光学系统的两个透明元件之间的接合存在一些实际应用的挑战。首先，透明材料块的边缘不是完美锐利的边缘，并且通过某个曲率半径被修改(扭曲)，通常具有一些缺口或其他缺陷。这种弧形的程度通常取决于材料的特性及所用设备的类型。图2A示出两个透明光学元件13及19的一接合区域的一个示意局部截面放大图，其中所述元件13的一个边缘32处经研磨后具有一个曲率半径。所述曲率半径导致各种散射效应，其降低所述光学装置的整体质量。因此，当光线R11及R13没有散射的从光学元件19到光学元件13并沿着光学元件13如预期地传播，且光线R15被排除在光学元件13的外面时，光线R12及R14与表面的各种中间角度的相互影响因为圆弧的边缘32，导致散射的光线在多个角度而不是对应于装置的设计，从而降低所述整体装置的信噪比。
通过使用光学粘合剂产生了另一个问题，如图2B所示。为了在界面处确保均匀的光学性能，足够量的光学粘合剂介于相对表面之间，将相对表面压在一起之后，待连接的相对表面的整个区域被粘合剂覆盖。这通常导致在待接合的表面的末端处有一些溢出的过量粘合剂，形成一溢出区域31，其可能是任意尺寸及不受控制的形状。由于所述粘合剂是透明粘合剂，并且通常地也与所述透明光学元件的折射率匹配，所以溢出区域31定义了另外光线的光学路径，这可能导致散射及不想要的多个角度的光线在光学元件13内传播。因此，在这里示出的实施例中，光线R23及R24从光学元件19到光学元件13而没有散射且沿着光学元件13传播，并且光线R22逸出没有到达光学元件13。然而，光线R21及R25及粘合剂的溢出区域31的任何角度表面一起相互影响，导致光线多个角度的散射而不是对应于装置的设计，从而降低所述整体装置的信噪比。
根据本发明的一个方面，如图2C所示，提供了一种光学装置或设备，其包含两个透明光学元件，通常为一个导光元件13，具有多个面包含一第一平行面及第二平行面26，以致于光可以通过在第一及第二平行面26上的内反射在元件13内引导。所述第二透明光学元件19具有一界面表面用于附接到导光元件13的一耦合表面。一非透明(不透明)涂层15被涂布到导光元件13的多个面的至少一个面的至少一部分上，在这种情况下，是所述多个平行面26中的一个。涂层15优选地被选择以提供(或保持)用于在所述导光元件13的表面内反射的反射特性，且优选地定义一边缘17邻接于，或者在下面一些情况下描述的重叠于，导光元件13的耦合表面上。一定量的透明粘合剂被部署在所述耦合表面及所述界面表面之间，以便于形成一光学透射界面，所述粘合剂形成一溢出区域31，其延伸到且部分地重叠所述边缘17。
如图2C所示，根据示例性实施方式涂层15的存在显着地增强了装置的光学特性。首先，由于导光元件13的表面上存在涂层15，溢出区域31的粘合剂不损害导光元件13的内反射特性，使得光线R31在所述导光元件内部是内部地反射，并且在所述导光元件内正确地传播，此外，边缘17在此作为一光学截断边缘，清晰地描绘在多个光线R31、R33及R34之间进入所述导光元件而未失真，且光线R32及R35被排除在外，任何杂散光通过所述粘合剂溢出区域31的不规则表面反射，如光线R35，碰到外表面的涂层15而从所述导光元件中排除。
涂层15可以由适用于涂布在一光学元件的表面的任何材料形成，并提供所述透明光学元件所述所需的光阻挡特性且提供内部反射特性。实施例包含但不限于各种金属涂层及各种介电质涂层。在一个特别优选的但非限制性的实施例中，一银涂层一薄密封保护层用以防止氧化已经被知道是特别有效的并且适用于这种应用。
本发明适用于将两个透明光学元件连接在一起的广泛应用。特别重要的应用的子集关于将光从另一个导光元件或耦合输入配置19引导进入到一导光元件13内的装置。这样的应用可以采用许多不同的附接几何形状，将附接的光学元件19安装到所述导光元件13的各个不同的表面上，如图1A至图1C所示。在图1A中，一耦合棱镜被附接在所述导光元件的其中多个主要平行表面的其中一个上，同时在图1B中，附接的一棱镜在一个倾斜具角度的耦合输入表面处。附接也可以在垂直于一导光元件的主要表面的一个端面处，如图1C的新颖结构所示，其关于具有两对平行表面的一矩形导光元件。本发明实施方式的又一实施例可以在下文找到用于这些几何形状中的每一个。
根据本发明生产光学装置的操作顺序可根据所采用的具体设计而变化。图3A至图3C示出了一个生产阶段的顺序，对应于本发明的一个方面的一个特别优选的方法，但是非限制性的。在这种情况下，光学组装的生产包含一步骤：涂布一涂层15到一光导元件13的至少一个面的至少一部分，所述导光元件13可以是具有两个主要平行面的一个矩形(包含方形)的导光元件，具有两对平行面用于引导光通过四重内反射，如图3A所示，根据此处所示的特别优选的顺序，导光元件13沿着与所述涂层相交的一平面被研磨，以同时形成涂层15的一端部耦合表面14及一边缘17，如图3B所示。一透明光学元件的界面表面，如一耦合输入棱镜19，然后结合到耦合表面14上，使得在所述透明光学元件内传播的光可以通过所述界面表面及所述耦合表面，从而在所述光导元件内传播。通过在所述耦合表面及所述界面表面之间涂布一定量的一透明粘合剂来执行与导光元件13的结合。粘合剂被施用，因此，当所述耦合表面及所述界面表面被压在一起时，所述透明粘合剂的多余部分与涂层15的边缘17重叠，从而产生类似于上面所述参照图2C的最终配置，所述涂层可防止所述粘合剂对所述导光元件特性造成不利影响，其中边缘17提供了一个定义的光学截断边缘，并划定了何种的光束进入及不进入所述导光元件。这种方法可以是有利的用来在任何所需的角度上耦合表面，包含例如图1C的正交耦合表面及例如图3B及图3C的倾斜耦合表面。
在一研磨/抛光工艺中同时形成耦合表面14及边缘17被认为是有利的，因为它确保了边缘17相对于耦合表面14的正确位置，通常地刚好超出在所述耦合表面末端出现的任何非平面边缘影响，如图2C所示，并避免了在所述涂层工艺中形成一个尖锐边缘的需要，作为此工艺的结果，所述耦合表面14及所述导光元件的多个平行多面中的一个在一底面边缘相接，以及所述涂层的边缘17与所述底面边缘处于非重叠关系。本文中的“底面边缘”是指偏离平面的一个角度转变发生的整个区域。
替代地，如图3D中的示例所示，涂层15的一区域可以被应用于一导光元件13以在所述涂层涂布期间定义一边缘17。通常本发明涂布所述涂层的技术，特别是对于选择性的涂布一层以形成一个良好定义的边缘，此技术中是已知的，并且可以根据所使用的涂层类型进行选择，并且采用相应的涂布技术，例如，一个被保护的银涂层或一个介电质涂层可以通过传统的沉积技术如溅射或湿式化学沉积来涂布，并且所述涂层的形状可以由各种传统技术包含，但不限于，光刻技术定义一图案化的光刻胶，以及机械掩膜例如通过使用粘合剂胶带。所述涂层的涂布在涂布工艺期间定义具有良好定义的边缘特别地有用，在另一个透明光学元件在多个主要平行表面中的一个上结合到所述导光元件的涂布，例如在图1A的结构中。这种应用的实施例将在下文描述并参照图4A至图4C。
本发明的涂层可以涂布在将要结合的一个或两个光学元件的一个或多个表面上，并且可以涂布于所述表面的整个(多个)表面或者，更优选地，只是(多个)表面的一部分，显着地接近所述结合区域，将被需要粘合剂保护特性的区域，因此，在许多实施方式中，在所述最终装配装置中所述涂层的总面积小于总表面积的一半，在某些情况下，小于所述多个结合表面的总面积。
在某些应用中，涂层仅在所述多个面的一侧或多个面的子集合上涂覆就足够了。例如，在两个组件要被耦合以使得某些表面将在耦合之后齐平，有可能在结合之后有效地去除多余的粘合剂，通过进一步的抛光步骤，所述步骤有效地使这两个部件以一共平面重新表面化。
现在叠图4A至图4C，示出本发明的一个实施方式，所述耦合表面被提供在定义光导的多个主要平行面的一个上。在这种情况下，涂层15是有利地涂布以便定义边缘17，最优选地是在通过所述透明光学元件19附接之后重叠的一个位置(图4B)。在所述透明光学元件19的附接之后，所述涂层被看见在所述耦合表面及所述界面表面之间延伸。因此，粘合剂的任何溢出区域31以及耦合棱镜19的所述底面边缘，落在所述光学截断边缘17的外面，使得所述粘合剂溢出及所述耦合棱镜边缘的任何缺陷不会对所述装置的光学性质造成不利影响。
图4C示意地示出组装组件的整体光学特性。如在本文的一些其他特别优选的实施方式示出，透明光学元件19是一种耦合棱镜，配置成以提供一个输入表面18，用于将光输入到导光元件13中。特别地，对于一个导光元件来说，其是作为一个系统的部件的实施方式，其中光在所述元件内在多个角度的给定范围内传播，输入表面18可以有利地大致垂直于所述输入光线方向，由此使失真最小化。另外，使用边缘17作为一光学截断，这种配置可以用于以一图像的光线“填满”所述导光元件，其中一个稍微超过尺寸的图像孔径被通过一光学截断边缘“修整”以保证所述图像(及其反射的共轭图像)出现在所述导光元件内的所有位置。为此目的，边缘17不需要一定是笔直的边缘，但应该是一个清楚定义的任何期望的形状的边缘。用于以一图像填充在一导光元件的各种装置在PCT专利申请案公开第WO 2015/162611号中描述了具有一对平行面的导光元件，以及一起在申请中的PCT专利申请第PCT/IL2017/051028号中(在本案申请日申请时尚未公开)用于具有两对平行面的导光元件。在这些配置的每一个中，用于修整所述输入耦合图像的光学截断边缘可以有利地根据本发明的教示来实施。应该注意的是，所述修整边缘厚度由所述涂层，为一层薄的涂层，的厚度定义，并会产生最小的散射。
图5A至图5C示出与图4A至图4C的功能类似的一光学组装的改善生产顺序及最终形式，但是其中几何形状的光学被增强。在这种情况下，如图4A所示，导光元件13被涂层15所涂覆。在下个步骤(图5B)中，一矩形棱镜19被胶合在导光元件13的所述多个主要平行面上，且部分地覆盖所述涂层15。在组装时使用一个矩形促使便于将所述棱镜与所述导光元件有效地压合在一起，从而实现更好的结合。结合棱镜及导光元件然后沿虚线抛光，以增强装置的几何形状，如图5C所示。
附带一说，虽然主要地描述是关于装置其中的光学元件通过使用光学粘合剂而结合，但应该注意的是，本发明的某些实施例可以在不使用粘合剂的情况下实施，其中替代的粘合技术被使用。图4A至图4C及图5A至图5C的结构适合于这样的实施方式的多个实施例，其中，所述导光元件的耦合表面13及所述透明光学元件的界面表面19是周密地准备一高度平面性然后通过使所述多个表面直接接触，通过无胶接触(“直接接合”)进行接合，在这种情况下，不存在粘合剂溢出的问题。然而，提供一涂层与在组件之间延伸的一光学截断边缘的技术确保高质量的光学截断，而不受所述耦合棱镜的边缘的任何缺陷影响。
现在叠图6A至图6D，这些图示示出示例性非限制性工艺用于与图1B类似的几何形状的情况下实施本发明。在这样的实施例中，如图6A所示，导光元件13首先涂布有涂层15。然后将所述导光元件的端部抛光以形成所述耦合表面，并同时缩短所述涂覆区域，从而产生修整边缘17，如图6B所示。在图6C中，棱镜19与所述导光元件13的所述耦合表面结合，具有任何粘合剂溢出31覆盖边缘17及涂层15的一部分。在这种情况下，任选地，所述棱镜19的所述界面表面的可有利地大于所述导光元件的所述耦合表面。图6D示意性地示出组合组装的整体光学结构，其中边缘17提供一光学截断，并且光学特性对元件的角度边缘的缺陷不敏感。
现在叠图7A及图7B，示出本发明的另一个变型的实施方式。在这种情况下，代替地使用一不透明涂层来定义一截断边缘，一可移除的涂层15用于在粘合剂的涂布期间保护所述导光元件的表面，并且定义截断边缘17。在结合完成之后且所述粘合剂已经固化，所述涂层选择性地被去除，从而留下通过形成在所述透明粘合剂中的一个空气间隙34的一边缘所定义的一截断边缘。
在这种情况下，所述涂覆/涂层不需要具有任何特定的光学要求，并且仅在涂布粘合剂以附接所述耦合输入棱镜19时存在。空气间隙34是在所述层的材料(如光刻胶或蜡)已被去除后产生。这种配置光学的特性包含的各种光线的行为类似于在图2C中示出的光线，除了光线R21的反射现在是通过所述导光元件的全内反射(TIR)(而不是层反射)并且R25的反射是通过在所述粘合剂内的TIR(而不是所述涂层的一个外表面)。修整边缘17现在通过所述空气间隙的边缘决定，之后的光学路径是连续的。所述装置的整体光学特性在图7B中示意性地示出。
本发明可以在任何方向的表面处组合的光学元件的背景中实施，包含在多个耦合表面处，所述多个耦合表面与一导光元件的一延伸方向垂直，如上在图1C中所示。如上所述，本发明也适用于导光元件具有两对平行面，其中光线通过四重反射传播，被称为“二维(2D)波导”。
在某些情况下，保护层涂覆来可以使用而有利地在要结合的两个元件的选定表面上。因此，在图8A及图8B中，可以优选地在导光元件13的两侧上涂布一保护涂层，为了减少不均匀性，其可能由棱镜13及导光元件13之间(图8A中的区域37)的不连续性引起。所述涂层在导光元件13的两侧示出为80f1及80f2。通过导入一保护涂层在所述导波元件13的端部的所有周围(包含80f1、80f2及其他两个正交侧)，所述波导的引导将免受来自所有侧面的胶溢出或边缘不均匀性的影响。如果在80f2附近的棱镜19及导光元件13之间的断差很小(或不存在)，则也是有利的通过保护涂层80f3也保护棱镜19的反射免受任何胶体的溢出影响。
最后叠图9，尽管本文主要在一耦合输出棱镜附接到一导光元件的的背景下示出，但是本发明同样地可以应用于其他应用，例如在一第一导光元件(或“波导”)馈入另一个。图9示出一个这样的实施例，其中一矩形(二维(2D))导光元件10馈入到一板型(一维(1D))导光元件20中。此配置对应于前述共同申请PCT专利申请案第PCT/IL2017/051028号(其在本申请的申请日未公开)中描述的多个这样的选项的一个，并且本发明可以同样地应用到各种变型的实施方式，具有或不具有一耦合棱镜，如本文所描述的。
波导10比波导20稍为较大，为了能够完整的照射(填充)波导20。胶体2110可以溢出波导20及10中的任一个或两者皆是。本发明特别优选的实施方式提供保护涂层皆在两个波导上，如示出在40f1、40f2、40f3及40f4处。
所附的权利要求撰写没有包含多重附属的范围，这仅是为了符合在司法管辖权的形式要求上不允许多重附属。应该注意的是，通过使得权利要求多重附属而暗示的所有可能特征组合都被明确地设想过并且应该被认为是本发明的一部分。
应该理解的是，以上描述仅用作示例，并且有许多其他的实施方式亦可以属于本发明的范围，如同在所附的权利要求中所定义。
Claims (16)
1.一种导光装置，其特征在于，所述导光装置包含：
(a)一导光元件，具有多个面，所述多个面包含一第一平行面及一第二平行面，所述导光元件被配置用于在所述第一及第二平行面处通过内反射导引光线，所述多个面中的一个面提供一耦合表面；
(b)一透明光学元件，具有一界面表面用于附接到所述耦合表面，所述透明光学元件被配置以使在所述透明光学元件内传播的光线穿过所述界面表面及所述耦合表面以在所述导光元件中传播；及
(c)一不透明涂层，涂布在所述导光元件的所述多个面中的至少一个面的至少一部分上，所述不透明涂层定义一边缘邻接于或重叠于所述导光元件的所述耦合表面；
(d)一定量的透明粘合剂，配置在所述耦合表面及所述界面表面之间，以形成一光学透射界面，所述粘合剂延伸到所述边缘并与所述边缘重叠，其中所述不透明涂层定义一光学截断边缘用于使通过所述透明光学元件的光线进入到所述导光元件，及所述不透明涂层配置为在所述至少一个面的一下面区域处产生内反射。
2.如权利要求1所述的导光装置，其特征在于：所述耦合表面设置在所述第一平行面及第二平行面中的一个上。
3.如权利要求2所述的导光装置，其特征在于：所述不透明涂层在所述耦合表面及所述界面表面之间延伸。
4.如权利要求1所述的导光装置，其特征在于：所述耦合表面相对于所述第一及第二平行面倾斜。
5.如权利要求4所述的导光装置，其特征在于：所述耦合表面与所述第一平行面在一底面边缘相接，并且其中所述边缘不与所述底面边缘重叠。
6.如权利要求5所述的导光装置，其特征在于：所述粘合剂填充在一凹部，所述凹部形成在所述底面边缘与所述界面表面之间。
7.如权利要求4所述的导光装置，其特征在于：所述耦合表面相对于所述第一及第二平行面斜向地倾斜。
8.如权利要求4所述的导光装置，其特征在于：所述耦合表面垂直于所述第一及第二平行面。
9.如权利要求1所述的导光装置，其特征在于：所述界面表面大于所述耦合表面。
10.如前述权利要求1所述的导光装置，其特征在于：所述不透明涂层是一金属涂层。
11.如权利要求1所述的导光装置，其特征在于：所述不透明涂层是一介电质涂层。
12.如权利要求1所述的导光装置，其特征在于：所述透明光学元件是一耦合棱镜，所述耦合棱镜被配置以提供一输入表面，所述输入表面定向的用于将光线输入到所述导光元件中。
13.如权利要求12所述的导光装置，其特征在于：所述耦合棱镜附接到所述导光元件的所述耦合表面且没有使用粘合剂。
14.一种导光装置，其特征在于，所述导光装置包含：
(a)一导光元件，具有多个面，所述多个面包含一第一平行面及一第二平行面，所述导光元件被配置用于在所述第一及第二平行面处通过内反射导引光线，所述多个面中的一个面提供一耦合表面；
(b)一耦合棱镜，具有一界面表面用于附接到所述耦合表面，以及具有一输入表面用于将光输入到所述导光元件中；以及
(c)一定量的透明粘合剂，配置在所述耦合表面与所述界面表面之间，以形成一光学透射界面，所述定量的粘合剂的一部分形成一具角度的凹部的一局部填充，所述具角度的凹部位在所述导光元件及所述耦合棱镜之间；其中一空气间隙在所述局部填充下方沿着所述导光元件的所述多个面中的一个延伸，所述空气间隙终止于所述粘合剂内的一边缘处，以便定义一光学截断边缘邻接于所述导光元件的所述耦合表面。
15.一种用于制造一光学组件的方法，其特征在于，所述的方法包含：
(a)提供一导光元件，所述导光元件具有多个面，所述多个面包含一第一平行面及一第二平行面，所述导光元件被配置用于在所述第一及第二平行面处通过内反射导引光线，其中所述多个面中的一个提供有一耦合表面；
(b)涂布一不透明涂层到所述导光元件的所述多个面中的至少一个面的至少一部分，所述不透明涂层定义有一边缘与所述导光元件的所述耦合表面相邻接或相重叠；及
(c)将一透明光学元件的一界面表面结合到所述耦合表面，所述透明光学元件被配置成使得在所述透明光学元件内传播的光线穿过所述界面表面及所述耦合表面以在所述导光元件内传播；
其中所述结合的步骤是通过将一定量的透明粘合剂涂布在所述耦合表面与所述界面表面之间来执行，所述定量的粘合剂被涂布使得当所述耦合表面及所述界面表面被压在一起时，一多余量的所述透明粘合剂重叠于所述不透明涂层的所述边缘，
其中所述边缘定义有一光学截断边缘用于使从所述透明光学元件通过的光线进入到所述导光元件，及所述不透明涂层被配置为即使由过量的所述透明粘合剂重叠在所述不透明涂层处，也能在所述第一平行面及所述第二平行面中的至少一个的一下面区域处产生内反射。
16.如权利要求15所述的方法，其特征在于：所述耦合表面被设置在所述第一平行面及所述第二平行面中的一个上。
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